“中國智造”助推建筑業變革

文｜本刊記者 孫璟璐

創新技術正在成就未來的產品、建筑和城市，這些技術也在改變著人們設計和制造的方式，進一步撼動各個行業。作為制造業大國，中國非常清楚智能制造的重要性，2015年5月，國務院印發了《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰略。這是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。2016年8月，工信部、發展改革委、科技部、財政部四部委聯合發布了《中國制造2025》制造業創新中心、工業強基、綠色制造、智能制造和高端裝備創新等五大工程實施指南。

目前，全球制造業發展呈現新態勢，制造業處于數字轉型新階段。智能制造成為中國制造2025的發展趨勢。人們現在看到的智能工廠、物聯網、人工智能等也都是實現未來智能制造的關鍵技術。

新技術激活無限可能

創新技術可以幫助人們精簡產品，加速創新，帶來一系列新產品，從而讓人們的生活變得簡單、輕松。為了幫助人們適應多變的戶外環境，同濟大學的學生希望在幫助戶外運動者進行戶外運動的同時，又能保護運動者的安全。他們應用fusion360軟件回歸設計的本身，打破傳統的設計模式，把支撐和包裹分開。fusion360不僅幫助學生們把握了人們穿鞋的習慣，同時對鞋的形態設計進行了充分的創新，更好的適應多樣化的戶外運動鞋設計。

1969年，美國宇航員登陸月球，47年后人們與史密森學會一起使用Recap 360對阿波羅11號進行了3D掃描。人們可以隨時隨地近距離了解著名的太空艙，這個過程花費了數個月的時間，也非常具有挑戰性，因為很多模塊的尺寸非常小。事實上，人們不得不使用機械臂拿著相機對太空艙內部進行掃描，但是結果非常有震撼力，現在所有的3D掃描數據都放在平臺上，只要你有合適的材料，有一臺3D打印機，就可以用3D打印的方式打印出屬于自己的迷你阿波羅11號太空艙。當然，通過利用VR技術應用這些數據甚至可以模擬當年的阿姆斯特朗，感受站在其中的感覺。這是一種讓人們浮想聯翩篇的神奇體驗。

氣候變化和環境污染正在威脅著海洋安全，以往海洋生物學家一直是用卷尺測量珊瑚礁的生長狀況，在科技發達的今天這一方式變得非常不靠譜。如今，利用科技技術可以幫助科學家精確地了解珊瑚礁的成長、疾病和漂白狀況，并以3D的形態展現給公眾。利用一個常規的照相機以及相關軟件，海洋生物學家們拍攝了20萬張的珊瑚礁照片，并將它們以數字化的形式有機整合在一起，基于此，人們看到了一個高精度、交互式的3D模型。隨后，當全世界各地的潛水者們潛入海底的時候都可以用他們的相機貢獻更多的珊瑚礁圖片，從而幫助科學家解決目前面臨的環境挑戰。

技術創新鑄就經典工程

這些具體而生動的案例都在描述著創新技術正在引領著未來制造、未來建造和未來設計的方式。眼下，我國的城市建設和軌道交通發展如火如荼，隨著“一帶一路”戰略貫徹落實，中國的工程建設行業也在轉型升級，積極走出國門。在這一過程中，信息技術在工程設計、施工、運維全生命周期的各個環節都起到了至關重要的作用。

2015年6月，住房和城鄉建設部發布了《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》（以下簡稱《指導意見》），隨著《指導意見》的貫徹落實，我國工程建設領域掀起了新一輪BIM應用的熱潮，進一步推動了我國建筑業的轉型升級和健康持續發展。《指導意見》的出臺也支撐了整個行業的技術升級，變革行業生產方式，為創新行業管理模式奠定了基礎。

目前，我國已經躋身全球前五大BIM應用增長最快地區之列，BIM技術的應用和普及得到了全球的認可。隨著BIM技術和工程建設行業的變革發展，相信不久的將來我國會有越來越多的綠色創新工程不斷涌現。同時，我國建筑施工企業的BIM應用水平也得到了大幅度提升，有不少國內企業在國際BIM大賽上獲得殊榮；很多高校也與軟件企業共同合作，從多方面共同推動BIM在中國的普及和創新。

BIM技術的應用在我國得到了很好的發展，有力地幫助了我國的工程建設行業不斷升級，應用BIM技術也使我國工程建設行業內涌現了一批經典項目。以由中國建筑第八工程局有限公司承建的天津周大福金融中心項目為例，該工程建筑高度為530米，地上100層，地下4層，項目建成后將是一個集商場、辦公、住宅、酒店餐飲為一體的綜合性大樓。其中，大樓的裙樓部分為商場，底部36層為甲級寫字樓，中間47層為高級酒店式公寓和超五星級酒店，頂部為天際觀景餐廳，該項目將成為濱海新區核心商務區內體量龐大的商業綜合體，為區域旅游產業和國際影響力起到拉動作用。天津周大福金融中心項目的難度不在于它的高度，100層的塔樓鋼結構呈不規則螺旋上升，施工難度屬國內首位。這個項目立足于總承包企業的實際需求，采取“全員、全專業、全過程”BIM應用模式：在項目招投標階段，通過BIM模擬項目的重難點用于輔助投標決策 ；在具體施工階段，通過BIM的直觀性和仿真性進行提前預估、預判、預演及交底，確保了施工過程管理的有序和有效。同時，施工團隊根據項目自身情況應用了行業成功的發展平臺，用參數化、可視化設計實現幕墻高精度加工。用BIM和三維激光掃描技術助力偏差分析；用無人機航拍技術實現工程的可視化管控，并搭建了總包管理平臺等，確保工程質量的一次成優，同時能有效的進行成本管控并提升作業效率，有效提升了項目的質量、成本、進度和安全的管理水平。

廣州地鐵設計研究院的地鐵7號線南村萬博站是我國第一個運用了“四合一”BIM流程的地鐵項目。該項目所有階段的統一管理都依靠一個協同管理平臺展開，這個平臺連接了施工進度和站點信息的3D模型，從而實現可視化仿真。在該項目的整個施工過程中，運用了計算機進行潛在問題預測，并及時優化項目方案。

香港上水石湖墟污水處理廠項目則展示了BIM技術在香港的最新應用，該項目也是目前大中華區運用BIM技術設計的大型污水處理廠之一。在現有復雜、擁擠的管道區域建造新的擴展領域并不容易，該項目采用了一個完全集成BIM應用的工作流程，以協調包括建筑、結構、工藝、機電和土木工程在內的多學科設計任務。

在臺灣大學醫學院中心醫院的建設中，基于BIM技術，相關團隊開發出了兩套平臺，前者可依照業主及項目需求提供定制化的平臺模組，后者則結合虛擬現實技術，幫助醫護團隊直接了解建筑的設計內容，增進項目團隊的溝通效率，從而做出更符合實際醫療作業的最佳建筑設計。在這個項目的建設過程中，VR和AR技術的應用為設計者提供了高仿真的虛擬現實體驗。未來，通過BIM技術整合AR和VR技術還將做出更多不一樣的跨界平臺。

技術革命方興未艾

在互聯時代，所有的信息都是互通的，建設項目的進度表、數據、人員都是互相連接的。但是互聯的意義還遠不止于此。利用信息技術，還可以把項目的各項數據，無論是3D圖紙、2D圖紙，還是電子表格、word文檔都可以集成在一起組成數據集。數據之間可以無縫連接，不論數據原先是什么格式都可以實現互通。利用相關軟件可以集中項目數據和相關建造文件、預置文件，以及建造現場產生的數據，并按照不同的主題進行檢索。除了這些信息可以互通互聯之外，工程師和建筑師之間也能夠進行信息共享，更高效地和項目相關方進行協作，從而對項目實現可視化的管理。

利用物聯網技術，還可以在建筑工人身上安裝傳感器，了解相關工程作業過程中的安全隱患，比如實時跟蹤建筑工人的位置，了解他們可能出現或面臨的安全問題，從而更好的提升整個建筑行業勞動工作的安全性，大大改善施工安全環境。同時，通過安裝在施工現場的傳感器還可以了解到項目的進展情況，在出現問題之前就能夠及時發出預警，提早解決問題。利用檢測溫度、濕度的傳感器，不斷跟蹤了解建筑中需要哪些設備，或者是哪一個設備需要進行維護和調整。這些設備本身也有自己的傳感器，一旦設備出現故障，就會發出預警，讓工程人員及時趕到并解決問題。

創新技術已經給我們的世界帶來了很大的改變，一個新時代正在到來，這個時代給人們帶來了很多新體驗和技術革命。這場技術革命方興未艾，目前可能還沒有感覺到它的沖擊和巨大的力量。未來，技術革命所帶來的變化會逐漸顯現出來，當然，最大的挑戰是要把這些數據用于管理，所有來自設計方、施工方、管理方的信息都應該整合起來。而在項目升級或者打造新項目的過程當中要用到大數據、人工智能和機器學習等創新技術，把這些知識用于未來的項目建設當中，未來的建筑業才能更快發展。